环己烯的制备

坏己烯的制备

作者:XXX

学号:XXX摘要：以环己醇为原料，浓磷酸为催化剂，发生消去反应制备坏己烯。在该反应过程中，要求掌握分馆I的基本操作和原理，了解烯坯化合物的一般制备和分离提纯，掌握蒸馆、萃取、洗涤、液体干燥等基本操作。关键词：坏己烯、分饰、消去反应、折射率环己烯是一种非常重要的有机化工原料之一，坏己烯最重要的特点就是它具有非常活泼的双键。在有机化工生产方面用途很广泛，比如应用于医药、食品、农用化学品、饲料、聚酯材料及其他精细化工产品的生产，特别是环己烯可直接被氧化来制造环己酮和己二酸，缩短了己内酰胺和己二酸的生产路线，具有很高的经济效益。正因为环己烯具有这些特性，进一步开发利用的价值很高，，寻找更加经济，更加适用于工用的坏己烯的制备方法被广为关注。实验室制备坏己烯一般有两种方法，其基本原理都是消去反应，方法一是以卤代婭为原料,即环己烷的一氯取代物为原料，浓磷酸或者浓硫酸为催化剂消去制备环己烯；方法二是以坏己醇为原料，同样以浓磷酸或者浓硫酸为催化剂消去制备环己烯。一般实验室中选择用方法二制备坏己烯，因为原料坏己醇的价格较环己烷的一氯取代物的价格低，且环己醇制备坏己烯的过程中，副产物为水，对环境没有影响，而卤代炷作为原料制备坏己烷的过程中产生卤化氢副产物，会对坏境产生一定的污染。近來，由苯出发，选择加氢制备环己烯以其安全经济，更是得到广泛的关注。但是，由于苯比较稳定，而且坏己烷的热力学稳定性比坏己烯要高得多，所以苯加氢反应很难控制在坏己烯的阶段，而是生成稳定性更高的坏己烷，故该反应目前因其产率太低而待突破。结果与讨论：实验装置的选取+H2+H20-h2o该反应为1-1消去反应，环己醇分子内脱水生成坏己烯，通常情况下，温度较高分子内脱水，温度较低分子间脱水，故该反应的反应温度要求较高。同时，在反应过程中，蒸馆烧瓶中会形成多种共沸溶液，主要为环己醇和水的共沸体系，坏己烯和水的共沸体系。为了增犬该反应的反应限度，提高坏己烯的产率，我们可以尝试从体系中分离出一部分产物，从而使反应向正反应的方向进行。坏己烯和水形成共沸溶液的沸点为70.8度，坏己醇和坏己烯形成的共沸溶液的沸点为64.9度，环己醇和水形成的共沸溶液为97.8度，若是使用蒸馆装置，则环己烯、水和环己醇、水两种共沸体因沸点差值小于30度而无法分离，故可以采用多次蒸馆，即分饰的装置，将两种共沸液分开，从体系中分离出环己烯，从而使反应向正反应的方向进行，增人环己烯的产率。分馆!装置中，当混合蒸气沿分馆柱上升时，由于柱外空气的冷却作用，混合蒸气中易被冷凝的高沸点成分将冷凝成液体流下，而低沸点成分除少量被冷凝外，大部分继续气化上升，当上升的蒸气与卞降的冷凝液相接触时，上升蒸气部分的冷凝所释放的能量使卜•降冷凝液部分气化，两者

之间发生了热交换。其结果是上升的蒸气中低沸点组分增加，而下降的冷凝液中高沸点组分增加，这样就相当于进行了多次的气液平衡，达到了多次蒸馆的效果。这样靠近分馆柱顶部，低沸点组分的含量高，而在瓶中，高沸点的组分含量高，所以分馆能更有效的分离沸点相近的液态混合物。反应装宣:分徭装宣分液装置蒸馅装置反应装宣:分徭装宣分液装置蒸馅装置实验现彖的分析反应的原料为坏己醇和浓磷酸，其都为粘稠状的无色透明液体，反应完成时，最后留在蒸馆烧瓶中的残余液为黄色，其原因可能是在反应过程中，反应温度过高，致使浓磷酸发生分解，生成了单质磷。由于收集的液体温度是在80到90度之间，则理论上锥形瓶中收集的物质为坏己烯和水，在实际操作过程中，低于80摄氏度的馆分也收集到了，因为环己烯和坏己醇的共沸物沸点为64.9度，因此在得到的粗产物中还会混有少量的坏己醇。在蒸岀液中加入少量的氯化钠，氯化钠与体系中的水混合形成氯化钠饱和溶液,与环己烯和坏己醇的混合溶液不互溶，发生分层现彖，由于环己烯和坏己醇的密度相对水而言都比较小，所以在分液过程中，氯化钠的饱和溶液层在下，粗产物层在上。而后分出上层产物，向其中加入2小块无水氯化钙，除去粗产物中少量的环己醇。由于环己烯的沸点为83度，因此当温度计显示的温度在83度附近时便有产物环己烯蒸出。产物产率分析与波谱分析该反应坏己烯的理论产量为0.05X82.14=4.lg,实际产量为1.92g0其产率为1.92/4.1X100%=46.8%。该反应产率低最主要的一个原因是，有机化学反应多为可逆的，反应本身不能进行完全，因此理论产率也不可能达到百分之百。其次，在实验进行的过程中，由于实验台靠近通风处（窗户），加热过程中，温度上升缓慢且散热较快，在实验进行时，增加了反应进行的温度，这町能导致体系中温度偏高，浓磷酸受热分解，催化剂的量减少，致使反应速率降低，从而增加反应时间，中间有可能因温度一直保持较高的水平，而使环己醇发生碳化，减少了反应原料，产物环己烯的量从而减少。在搭建反应装置的过程中，收集馆分所用的锥形瓶不宜垫太高，不利于饰分液化后流下，可能导致很大一部分粗产物积累在分馆柱和直型冷凝管的接II处，或者积累在直型冷凝管和尾接管的接II处而难以流到锥形瓶中被收集，从而减少了产物的量，降低了产率。结论：实验装置和产物的纯化都是以反应的反应原理为参照而设计的，因此在进行实验前，充分了解该反应的反应原理十分重要，在实验过程中可以根据实验原理对一些突发的情况或者特殊情况进行处理和改进。在本次实验中，温度波动较人（温度计显示的温度），因为环境的问题，多有与预期实验现象不同的地方。该反应的催化剂热稳定性不是很好,可能因为反应温度较高或者局部反应较高而发生分解，不仅影响反应速率，而且会在一定程度上降低坏己烯的产率。因此，该试验可以尝试更换热稳定性好的催化剂，増大产物的产率。实验部分：仪器与试剂仪器：2.5ml圆底蒸馆烧瓶、分饰柱、温度计、直型冷凝管、铁架台、夹子、尾接管、锥形瓶、橡胶管、磁力加热搅拌器、分液漏斗试剂：5ml环己醇、2ml浓磷酸、少量氯化钠、无水氯化钙实验方法在圆底烧瓶中加入5ml环己醇和2ml磷酸，加入磁子，震荡均匀后按实验装置图搭好实验装置，小火加热蒸馆，用锥形瓶收集90度以前的馆分，直至温度有下降的趋势，或者反应液剩余2-3ml的时候停止加热，加入少量的氯化钠，分出上层的粗产物于干燥的圆底烧瓶中，加入少量的无水氯化钙，待其溶解完成后，按实验装置图搭好实验装置，收集81-85摄氏度的饰分。参考文献：钉催化苯选择加氢制环己烯的研究进展张乐刘政宇刘寿长催化环己醇脫水制备环己烯的研究进程一一俞善信文瑞明刘美艳共沸手册一一坏己烯和水，环己醇和水，坏己烯和环己瞇磷单质百度百科化学品数据库----坏己烯有机化学实验湖人版附加材料：物性数据目药品总化学式用量沸点密度分子量环己醇c6h14o5ml161.10.9455100.16磷酸H3PO42ml2601.8798.00无水氯化钙CaCl22.152110.98碳酸钠Na?CO316002.54105.99环己烯c6h10830.81082.14环己艇C12H22O225.70.7942186.33共沸物共沸组分水的含量有机物的含量沸点环己烯+水10%90%70.8环己醇+水80%20%97.8环己烯+环己醇30.5%（环己醇）69.5%（环己烯）64.9反应和后处理实验步骤和现彖时间温度操作现象14：40取样于烧瓶中按图搭好装置14：46145调节温度至160摄氏度14：56160保持160摄氏度一分钟，调节温度至220摄氏度15：00200调节温度至240摄氏度15：02220保持温度在220一分钟，调节温度至26015：07245调节温度至280

15：29278开始有液体蒸出，温度计显示95度15：32284温度计温度显示9015：34284温度计温度保持在9015：37279温度计温度降至8015：55瓶中残留液为黄色16：00向蒸出液中加入少许氯化钠液体分为两层将所得液体进行分液，收集上层液体16：02向所得溶液中加入两小块无水氯化钙，振荡氯化钙逐渐溶解16：09搭好蒸馆1装置，调节温度为22016：10198温度计温度为7016：11200第一滴溜出液蒸出，温度计温度7916：13212温度计温度升高到89,停止蒸馅16：15测量产量1.92g测量产品折射率1.6100环己烯的核磁共振图A^t-140-p?0了2ZS八了002■c:oz■二吉亍二；003a£xd工丄1/4MmsrrT吉UMMM*二；009:号Wg芝W0套三W0M首A■;工3.1::JLrlTL;;:TLp:yNoonGmwrSM咒工Men;暮X三mn0_sc>JNz«Z«*z-IzzzLIZ»"CTCJMMVd0:2033-z2£_0fcwuEud訂^m»«:avrw;-:zo?和“njjnmw?W7,Q§rl::匸号：rl:K2L:mop::2t:ng芝二誇亍刁：二工丈第二二：,d土“？0土二<>coooc»c>:g芝•>•nms-Mf=2二W:土d:^FOMKPS工二2?rNw・7n-z:f;t7mgon=匕■•■■■■•■•■■■■•■•■■■■•■•■wmlmidg二；00t<>9?-芝2NSSWM:-*:-•!:§八：<了了,芸龙CHPM二环己烯的红外光谱图1000-5D透认率>3063 742711861652681930 84917AZ302^202662